Technologie informacyjne - wykład 7 -

Transkrypt

1 Zakład Fizyki Budowli i Komputerowych Metod Projektowania Instytut Budownictwa Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechnika Wrocławska Technologie informacyjne - wykład 7 - Prowadzący: Dmochowski dr inż. Łukasz Nowak, Grzegorz Konsultacje: Pn C , Nd C , Piątek, 15-16, s.13 ZOD JG g.dmochowski@pwr.wroc.pl www: z2.ib.pwr.wroc.pl

2 Sieci komputerowe - cz. 1 -

3 Sieć komputerowa Zbiór komputerów i innych urządzeń połączonych ze sobą kanałami komunikacyjnymi

4 Historia powstania sieci komputerowej ARPANET przodek INTERNET u powstał jako inicjatywa Departamentu Obrony USA w 1968 roku rządowa agencja ARPA miała zadanie obserwacji i wspierania inicjatyw powstających na uczelniach w USA mających znaczenie dla obronności w 1980 roku ARPA zdecydowała się rozdzielić całkowicie wojskową część sieci od części akademickiej ARPANET istnieje do dziś (ponoć jako MILNET)

5 Przeznaczenie sieci komputerowej ułatwienie komunikacji między ludźmi korzystanie ze wspólnych zasobów informacji korzystanie ze wspólnych zasobów danych ułatwienie dostępu do publikowania danych umożliwienie zdalnego dostępu do innych komputerów rozpowszechnianie wolnego i otwartego oprogramowania

6 Podział sieci komputerowych LAN Local Area Network kilkadziesiąt do kilkuset komputerów komputery są połączone w miarę jednolitym nośnikiem sieć jest na niewielkim obszarze (budynek, firma, wspólnota mieszkaniowa itp.) WAN Wide Area Network kombinacja sieci lokalnych i dodatkowych połączeń między nimi Internet ISDN - sieć cyfrowa z integracją usług, wykorzystuje łącza telefoniczne, możliwość 5 x szybszej transmisji niż modem sieci uczelniane (CAN - Campus Area Network)

7 Elementy sieci komputerowej serwer lub serwery sieciowe komputery - stacje robocze media transmisji - okablowanie miedziane, światłowodowe, połączenia radiowe osprzęt sieciowy (modemy, routery, przełączniki (switche), access pointy, karty sieciowe) zasoby sieciowe (współdzielony sprzęt, programy, bazy danych) oprogramowanie sieciowe (oprogramowanie serwerów oraz stacji roboczych umożliwiające korzystanie z zasobów sieci)

8 Struktura sieci Struktura sieci to sposób, w jaki udostępnione są zasoby podłączone do sieci Wyróżniamy typy struktury sieci: klient - serwer peer to peer (równy z równym lub p2p) host - terminal

9 struktura hierarchiczna Struktury sieci klient serwer 1/2 serwer zapewnia usługi dla klientów, zgłaszających do serwera żądania obsługi w systemie tym programy wykonywane są w całości lub częściowo na stacjach roboczych najczęściej spotykane serwery to: serwer poczty elektronicznej, serwer WWW, (np. HTTP), serwer plików (np. FTP), serwer aplikacji.

10 Zalety Struktury sieci klient serwer 2/2 lepsze zabezpieczenie danych (wszystko jest na serwerze) serwer decyduje o prawie do odczytu i zmiany danych. istnieje wiele rozwiniętych technologii wspomagających działanie, bezpieczeństwo i użyteczność tego typu rozwiązania Wady przepustowością łącza oraz techniczne możliwości przetworzenia żądań dużej grupy klientów gdy serwer nie działa, dostęp do danych jest niemożliwy serwer wymaga specjalnego sprzęt u i oprogramowania

11 połączenia bezpośrednie Struktury sieci peer to peer 1/2 odwrotność sieci klient-serwer (nie posiada ona budowy hierarchicznej i centralnego serwera) każdy komputer pełni funkcję klienta i serwera każdy komputer w sieci ma takie same prawa i zadania najczęściej spotykane to: torrent, kazaa, emule.

12 Zalety prosta w zarządzaniu, Struktury sieci peer to peer 2/2 tańsza w budowie niż klient-serwer, odłączenie jednej jednostki nie powoduje paraliżu całej sieci Wady dłuższe przeszukiwanie zasobów sieciowych w celu znalezienia konkretnego zasobu, spadek bezpieczeństwa, ponieważ trzeba zabezpieczyć każdą stacje roboczą a nie tylko jeden centralny serwer, mniejsza wydajność

13 Struktury sieci host terminal dziś już rzadko spotykane rozwiązanie system baza - do komputera głównego (hosta) dołączone zostają terminale lub komputery emulujące terminale. w systemie tym programy wykonywane są na hoście terminal może być mało wydajnym systemem komputerowym służącym do wprowadzania lub odczytu danych

14 Topologie sieci komputerowej Model układu połączeń różnych elementów (linki, węzły itd.) sieci komputerowej: fizyczna - opisuje fizyczną realizację sieci komputerowej, jej układu przewodów, medium transmisyjnych, ściśle powiązana z logiczną logiczna - opisuje sposoby komunikowania się hostów za pomocą urządzeń topologii fizycznej

15 Topologie fizyczne a) magistrali (ang. bus) wszystkie hosty są połączone jednym przewodem (jeden po drugim) zalety - bezpośrednia komunikacja hostów, małe użycie kabla brak dodatkowych urządzeń (hub, switch), niska cena sieci, łatwość instalacji, awaria pojedynczego komputera nie powoduje unieruchomienia całej sieci wady - trudna lokalizacja usterek, tylko jedna możliwa transmisja w danym momencie, potencjalnie duża ilość kolizji, awaria głównego kabla powoduje unieruchomienie całej domeny (rozłączenie hostów), niskie bezpieczeństwo

16 Topologie fizyczne b) gwiazdy (ang. star) stosowana w małych sieciach LAN hosty (lub inne urządzenia) w sieci połączone są tylko ze wspólnym, centralnym punktem łączącym sieci (np. z hub'em lub switch'em) koncentrator (hub) tworzy fizyczną topologię gwiazdy, ale logiczną magistralę prędkość pracy centrum ogranicza szybkość przesyłania danych dołączenie nowej stacji wymaga położenia nowego kabla do centrum zalety - przy awarii jednego łącza, połączenie traci tylko jedna stacja wady - gdy punkt centralny ulegnie uszkodzeniu, cała sieć przestaje działać

17 Topologie fizyczne c) rozszerzonej gwiazdy (ang. extended star) jedna z częstszych topologii fizycznych Ethernetu posiada punkt centralny i punkty poboczne każde z urządzeń końcowych działa jako urządzenie centralne dla własnej topologii gwiazdy topologia o charakterze hierarchicznym, w której może być tworzony ruch lokalny

18 Topologie fizyczne d) pierścienia (ang. ring) poszczególne elementy są połączone pomiędzy sobą odcinkami kabla tworząc zamknięty pierścień komputery w pierścieniu zajmują się przekazywaniem i regeneracją sygnałów, a sygnał jest przesyłany w jednym kierunku na rozwój tych sieci wpłynęła metoda dostępu z przesyłaniem Tokena zalety - awaria jednej stacji nie oznacza awarii całej sieci - dzięki układom typu by pass można wyłączyć z sieci dowolną stację wady - dołączanie nowych stacji wymaga przerwania działania sieci

19 Topologie fizyczne e) podwójnego pierścienia (ang. double ring) składa się z dwóch pierścieni nie połączonych ze sobą topologia podwójnego pierścienia jest tym samym co topologia pierścienia z tym, że drugi pierścień łączy te same urządzenia zalety większa niezawodność w sieci, możliwe wysokie osiągi wady trudna lokalizacja uszkodzeń, większe skomplikowanie układu, wymagane specjalne procedury transmisyjne

20 Topologie fizyczne f) siatki (ang. mesh) każdy host ma własne połączenia z wszystkimi pozostałymi hostami rozwiązanie często stosowane w sieciach, w których jest wymagana wysoka bezawaryjność częściowo zastosowana w schemacie Internetu, gdzie często istnieje wiele ścieżek do dowolnego miejsca, zalety niezawodność, brak kolizji, uszkodzony komputer zostaje odłączony od sieci, przesył danych wieloma ścieżkami wady wysoki koszt, skomplikowana budowa

21 Topologie logiczne rozgłaszania: host wysyła dane do wszystkich hostów podłączonych do medium kolejność korzystania z medium wg reguły kto pierwszy wyśle, pierwszy zostanie obsłużony (ang. first come, first serve) przykładem są tutaj sieci Ethernet przekazywania tokenu (żetonu): polega na kontrolowaniu dostępu do sieci poprzez przekazywanie elektronicznego tokenu host, który w danym momencie posiada token może skorzystać z medium w przypadku gdy nie ma zadań przekazuje token kolejnemu hostowi i cykl się powtarza

22 Sprzęt sieciowy Koncentrator sieciowy (ang. hub) urządzenie łączące wiele urządzeń sieciowych w sieci komputerowej o topologii gwiazdy wysyła sygnał na wszystkie swoje porty - jak dany host wysyła komunikat, to jest on wysyłany do każdego hosta podłączonego do koncentratora najczęściej podłączany jest do routera jako rozgałęziacz - do niego podłączane są pozostałe urządzenia sieciowe: komputery pełniące rolę stacji roboczych, serwerów, drukarki sieciowe i inne obecnie są wyparte przez przełączniki (switche) działające w drugiej warstwie modelu ISO/OSI

23 Sprzęt sieciowy Most sieciowy (ang. bridge) urządzenie koordynujące przesyłanie pakietów między komputerami decyduje, gdzie zostaną przesłane dane, które do niego docierają dobiera właściwą trasę i optymalizuje ją pod kątem jak najsprawniejszego przesyłu danych

24 Sprzęt sieciowy Przełącznik sieciowy (ang. switch) urządzenie łączące segmenty sieci komputerowej pracujące zazwyczaj w drugiej warstwie modelu ISO/OSI (łącza danych) przełącznik zadecyduje o tym gdzie dane zostaną wysłane. przełącznik określa się też jako wieloportowy most lub inteligentny koncentrator

25 Sprzęt sieciowy Router sieciowy urządzenie sieciowe pracujące w trzeciej warstwie modelu OSI służy do łączenia różnych sieci komputerowych (o różnych klasach, maskach itd.) pełni rolę węzła komunikacyjnego kieruje ruchem na podstawie informacji zawartych w pakietach TCP/IP jest w stanie przekazać pakiety z dołączonej do siebie sieci źródłowej do docelowej, rozróżniając ją spośród wielu dołączonych do siebie sieci może być bezprzewodowy (ang. wireless router)

26 Sprzęt sieciowy Karta sieciowa (ang. network interface card) karta rozszerzenia, która służy do przekształcania pakietów danych w sygnały, które są przesyłane w sieci komputerowej. zazwyczaj posiada własny, unikatowy w skali światowej adres fizyczny (adres MAC) umieszczony na stałe w jej pamięci ROM może pracować tylko w jednym standardzie (najpopularniejszy Ethernet) może być wewnętrzna (Karta PCI) lub zewnętrzna (USB, PCMCIA) może być przewodowa (LAN) lub bezprzewodowa (WLAN)

27 Sprzęt sieciowy Punkt dostępowy (ang. access point) urządzenie zapewniające stacjom bezprzewodowym dostęp do zasobów sieci za pomocą bezprzewodowego medium transmisyjnego (częstotliwości radiowe) jest także mostem łączącym sieć bezprzewodową z siecią przewodową (najczęściej Ethernet) większość aktualnych punktów dostępowych posiada wbudowany router, który umożliwia tworzenie sieci mieszanych (sieć wykorzystująca więcej niż jedną technologię sieciową np. sieć bezprzewodowa i Ethernet)

28 Sprzęt sieciowy Modem zadaniem jest zamiana danych cyfrowych na analogowe sygnały elektryczne (modulacja) i na odwrót (demodulacja) przesyłane i odbierane linią telefoniczną, łączami telewizji kablowej lub fali radiowych wyróżnia się m.in.: zewnętrzne lub wewnętrzne telefoniczne (akustyczne, elektryczne) telefoniczne (xdsl m.in. ISDN, ADSL) kablowe i radiowe

29 Złącza sieciowe RJ 11 RJ 45 USB

30 Kabel skrosowany (cross-over) Kabel skrosowany używany jest jedynie do bezpośredniego łączenia np. komputera z komputerem (bez urządzeń pośredniczących). Kabel prosty (nieskrosowany) Wymagane urządzenie pośrednie Kabel skrosowany Bez urządzeń pośrednich

31 Dziękuję za uwagę

32 Zakład Fizyki Budowli i Komputerowych Metod Projektowania Instytut Budownictwa Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechnika Wrocławska Technologie informacyjne - wykład 7 - Prowadzący: Dmochowski dr inż. Łukasz Nowak, Grzegorz Konsultacje: Pn C , Nd C , Piątek, 15-16, s.13 ZOD JG g.dmochowski@pwr.wroc.pl www: z2.ib.pwr.wroc.pl